Номер 13, страница 94 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. При прокаливании 34 г натриевой селитры получили 3,36 л кислорода (н. у.). Определите массовую долю примесей в селитре.

Дано:

$m(\text{селитры с примесями}) = 34 \text{ г}$

$V(O_2) = 3,36 \text{ л (н.у.)}$

Найти:

$\omega(\text{примесей}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения (прокаливания) натриевой селитры ($NaNO_3$). Примеси, содержащиеся в селитре, в реакции не участвуют, а кислород выделяется только в результате разложения чистого нитрата натрия:

$2NaNO_3 \xrightarrow{t} 2NaNO_2 + O_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (моль) выделившегося кислорода. Поскольку объем дан при нормальных условиях (н.у.), используем молярный объем газа, который при н.у. составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{3,36 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,15 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества чистого нитрата натрия, вступившего в реакцию. Согласно стехиометрическим коэффициентам, соотношение молей нитрата натрия и кислорода составляет 2:1.

$n(NaNO_3) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0,15 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$

4. Вычислим массу чистого нитрата натрия, который разложился. Для этого сначала найдем его молярную массу:

$M(NaNO_3) = M(Na) + M(N) + 3 \cdot M(O) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85 \text{ г/моль}$

Теперь можем найти массу чистого $NaNO_3$ в образце:

$m(\text{чистого } NaNO_3) = n(NaNO_3) \cdot M(NaNO_3) = 0,3 \text{ моль} \cdot 85 \text{ г/моль} = 25,5 \text{ г}$

5. Найдем массу примесей в исходном образце. Общая масса образца складывается из массы чистого вещества и массы примесей.

$m(\text{примесей}) = m(\text{образца}) - m(\text{чистого } NaNO_3) = 34 \text{ г} - 25,5 \text{ г} = 8,5 \text{ г}$

6. Определим массовую долю примесей в исходной селитре. Массовая доля ($\omega$) - это отношение массы компонента к массе всей смеси, выраженное в долях или процентах.

$\omega(\text{примесей}) = \frac{m(\text{примесей})}{m(\text{образца})} \cdot 100\% = \frac{8,5 \text{ г}}{34 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,25 \cdot 100\% = 25\%$

Ответ: массовая доля примесей в селитре составляет 25%.